EP0775909A1 - Verfahren zur Messung von kondensierter Feuchtigkeit sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und dessen Verwendung - Google Patents

Verfahren zur Messung von kondensierter Feuchtigkeit sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und dessen Verwendung Download PDF

Info

Publication number
EP0775909A1
EP0775909A1 EP96116378A EP96116378A EP0775909A1 EP 0775909 A1 EP0775909 A1 EP 0775909A1 EP 96116378 A EP96116378 A EP 96116378A EP 96116378 A EP96116378 A EP 96116378A EP 0775909 A1 EP0775909 A1 EP 0775909A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
elements
moisture
difference
measured
wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP96116378A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Horst Dr. Kalfa
Knut Schroeder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MG Technologies AG
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metallgesellschaft AG filed Critical Metallgesellschaft AG
Publication of EP0775909A1 publication Critical patent/EP0775909A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis

Definitions

  • the invention relates to a method for measuring condensed moisture in chemical engineering devices and / or pipelines, and to a device for carrying out the method and to its use.
  • phase means all media that can contain moisture. These are, for example, gases, vapors, dusts or powdery substances.
  • moisture The water contained in the phase or an aqueous solution without taking the state of matter into account is referred to here with the term “moisture” and its relative mass is called “moisture content”.
  • corrosion means the harmful change in the material which is caused by the surface and which is caused by unintentional chemical or electrochemical attack.
  • the carbon steel can be mechanically separated from a phase containing moisture by coatings, protective layers or foils, or corrosion-resistant materials can be used.
  • measures are associated with greater effort and higher costs and are usually not economically viable. Rather, attempts are made to design and operate technical systems in such a way that condensation of the moisture is avoided by a sufficient thermal distance from its dew point.
  • dew point here means the temperature at which the liquefaction of the moisture occurs at the prevailing partial pressure, that is to say the vapor pressure corresponding to the moisture content.
  • chemical engineering plants here means all plants used in chemical technology and related fields, for example also plants of mechanical process engineering, where problems with corrosion, for example on carbon steel, particularly due to changing operating conditions and changes which can result in phases coming into contact with carbon steel.
  • mechanical process engineering where problems with corrosion, for example on carbon steel, particularly due to changing operating conditions and changes which can result in phases coming into contact with carbon steel.
  • systems in the steel industry, building materials industry, chemical industry, iron, non-ferrous metal and glass works industry, pulp industry as well as fuel and energy technology, because changing operating conditions and changes in the phases of ongoing operations are often not sufficiently precise here.
  • hygrometers are essentially used as hair, conductivity, electrolysis, diffusion hygrometers and psychrometers.
  • the hygrometers have the disadvantage that they are very sensitive to contamination or that measurement by chemical reactions of the analysis substance with the gas is not possible.
  • the moisture can be obtained by drying or, using physical measurement methods, by conductivity measurements, thermogravimetric measurement, infrared absorption and by determination with fast neutrons. Chemical processes are also common. These methods are relatively complex and are mostly used only for analysis purposes. The measurement methods listed are all unsuitable for measuring moisture in chemical engineering systems.
  • the object is achieved by a method in which the difference in electrochemical potentials is measured at least at one point in the device and / or pipeline with the aid of a measuring device between at least two elements which consist of materials with different electrochemical potential and which are adjacent and electrically are arranged isolated from each other.
  • the measurement of moisture is based on the principle of electrolytic polarization as a result of unequal polarization voltages, which occurs when there is an electrolyte between the elements with different electrochemical potential. If the phase between the elements contains condensed moisture, it acts as an electrolyte and an electrical voltage is established between the elements with different electrochemical potential. The level of this electrical voltage depends on the difference in the electrochemical potentials, the composition of the phase, the temperature and the ohmic resistance between the elements.
  • the materials for these elements can be, for example, electrically conductive materials, for example metals, metal alloys, ceramic materials such as silicon carbide and graphite.
  • the external shape of the elements must therefore be adapted to the respective application. For example, elements with a rectangular or semicircular cross section can be used.
  • the elements are arranged next to one another, wherein they are electrically insulated from one another, which can be done, for example, by arranging the elements on a common carrier made of an electrically insulating material.
  • the difference in the electrochemical potentials of the elements can be measured, for example, using a high-resistance voltage measuring device.
  • the high-resistance voltage measuring device should have an internal resistance greater than 10 12 Ohm if possible. This has the advantage that the measurement signal can be evaluated directly and integrated into the system for operating the technical system for monitoring and / or control.
  • the measured electrical voltage can serve as an "online signal", which means that the operation of the technical system is regulated accordingly when the signal changes. The intervention in the operation or the control depends on the temperature and humidity curve in the technical system.
  • the temperature in the system or pipeline is increased and / or the entry of moisture is reduced, so that a sufficient thermal Distance to the dew point of moisture is given.
  • This can be done, for example, by regulating a heating device and / or cooling device.
  • the temperature can be influenced by controlling the amount of moisture injected.
  • the moisture content can also be regulated by using materials with different moisture content to be processed in the system. If the phase between the elements contains no condensed moisture, that is, if their content of condensed moisture is less than approx. 1%, there is no electrical voltage between the different elements and no intervention is made in the operation of the technical system.
  • Corrosion on non-corrosion-resistant materials in technical systems and pipelines, especially on carbon steel, can be avoided relatively reliably at temperatures below approx. 200 ° C due to condensed moisture.
  • a quantitative determination of the condensed moisture content can also be carried out with the aid of the method according to the invention.
  • comparison curves are recorded which show the signal curve from the measurement of the difference in the electrochemical potentials at different contents of condensed moisture and at different temperatures. By comparing the current measured values with these comparison curves, the current content of condensed moisture is determined and the technical system is controlled in such a way that the desired content of condensed residual moisture is obtained.
  • the difference in the electrochemical potentials between at least two elements which consist of different metals or metal alloys is measured.
  • the materials for these elements are selected so that, in addition to a sufficient difference in their electrochemical potential, they also have a relatively high chemical resistance to the surrounding medium in order to achieve a sufficient service life for the sensor.
  • the difference in the electrochemical potentials between two elements which consist of iron and copper or titanium and zirconium, is measured.
  • the materials iron and copper are relatively inexpensive and easy to work with and have sufficient resistance to corrosion for many applications.
  • the materials titanium and zirconium are preferred due to their relatively high corrosion resistance, so that the elements have a sufficiently long service life.
  • the temperature is measured on at least one element.
  • the measurement of the temperature is advantageous since the level of the electrical voltage between the elements with different electrochemical potentials also depends on the temperature.
  • a temperature measurement is particularly advantageous if the content of condensed moisture is to be determined quantitatively using the method according to the invention.
  • the difference in the electrochemical potentials of the elements is conducted to the measuring device via a shielded cable, that high voltage flashovers are first filtered and then the difference in the electrochemical potentials is converted to adapt to the control loop of the technical system.
  • This method can be used advantageously in particular for measuring condensed moisture in high-voltage systems, for example in electrostatic filters.
  • a high-voltage protection with relatively fast response times which is used for the protection of people and equipment, can be used as the filter device for the high-voltage flashovers.
  • the resulting voltage signals are in Currents of 4 to 20 mA converted, which can be fed into the control loop of the technical system.
  • the method according to the invention is carried out with the aid of a device which contains at least two elements which are separated from one another by an electrically insulating material, the distance between the elements being 0.001 to 1 mm and the Elements consist of materials with different electrochemical potential and are arranged side by side and electrically isolated from each other.
  • an electrically insulating plastic can be used as the electrically insulating material.
  • polytetrafluoroethylene (PTFE) is very suitable for use at higher temperatures.
  • the elements are arranged in the technical system or pipeline, for example, in such a way that the elements sit in the wall thereof or that the tips of the elements protrude into the interior of the wall or are flush with the surface of this wall.
  • the device contains at least two elements, which consist of materials with different electrochemical potential and are arranged on a carrier, the carrier being arranged within a first cylindrical tube piece, the first cylindrical tube piece being and is positively connected to the second cylindrical pipe section, the second cylindrical pipe section being attached to a wall of a technical installation in such a way that the tips of the two elements protrude into the interior of the technical installation or with the surface of the latter through a hole made in this wall Close the wall flush.
  • the non-positive and positive connection can take place, for example, by means of a screw connection, the first cylindrical tube piece being provided with an external thread and into a second cylindrical tube piece provided with a suitable internal thread is screwed in.
  • this device for measuring condensed moisture that it can also be installed subsequently, that is to say after the construction of the technical system.
  • This device can also be exchanged very easily.
  • One or more of these devices are installed in the system at the locations most at risk of corrosion from condensed moisture.
  • the method and the device for monitoring and / or controlling moisture are used in a drying plant.
  • the process is very well suited, for example, to plants for drying coal, sewage sludge or waste or special waste.
  • the moisture can also be measured directly in the fixed bed of the drying device. Since the residual moisture content can be determined quantitatively, it is possible to control the drying device using the method according to the invention and thus to set the desired residual moisture content of the product.
  • the method and the device for monitoring and / or controlling moisture are used in a system for cleaning exhaust gases.
  • the system can be, for example, an electrostatic filter or bag filter.
  • the particular advantage of the method according to the invention lies in the fact that the moisture of the raw gas can also be measured under any dust load and with a variable composition.
  • the method and the device for monitoring and / or controlling moisture are used in a dry desulfurization plant with a circulating fluidized bed.
  • the moisture content can be measured directly in the fluidized bed.
  • FIGS. 1 and 2 The invention will now be explained in more detail using two exemplary embodiments and two drawings (FIGS. 1 and 2).
  • 1 shows a device for measuring moisture on an apparatus wall.
  • FIG. 2 shows a device for measuring moisture in an electrostatic filter.
  • the device for this measurement is shown in FIG. 1. It consists of two elements (1, 2) which are separated from one another by an electrically non-conductive plastic (3), for example polytetrafluoroethylene (PTFE), with a distance (A) of 0.2 to 0.5 mm.
  • the element (1) is made of iron and the element (2) is made of copper.
  • a measuring device (4) for determining the temperature is additionally arranged on the element (2).
  • the elements (1, 2) are arranged on a support (5) which is provided with bores for the electrical connecting lines (6, 7) attached to the elements (1, 2), via which the measurement signal is conducted for further signal processing.
  • the carrier (5) is arranged within a cylindrical pipe section (8) which is connected by the stuffing boxes (9, 10) via a thread to a pipe section (12) attached to the apparatus wall (11).
  • the pipe section (12) is arranged axially on a bore (13) in the apparatus wall (11), so that the tips of the elements (1, 2) protrude a few mm into the apparatus interior (14).
  • the interior of the apparatus (14) is additionally provided with a sealing screen (15) on the inner surface of the apparatus wall (11).
  • the condensed moisture is determined by measuring the difference in the electrochemical potentials of the two elements (1, 2). If the phase (16) contains condensed moisture on the apparatus wall (11), an electrical voltage is established between the elements (1) and (2). The voltage signal is converted into a 4 to 20 mA mA signal. The mA signal is integrated directly into the control system of the technical system. To reduce the moisture on the wall of the apparatus, for example, the temperature in the apparatus is increased.
  • the device for this measurement is shown in FIG. 2.
  • 2a and 2b show the device in longitudinal section and in cross section.
  • 2c shows the installation of the device in the electrostatic filter.
  • the device consists of two elements (1, 2) which are separated by an electrically non-conductive plastic (3), for example polytetrafluoroethylene (PTFE), with a distance (A) of 0.2 to 0.5 mm.
  • the element (1) is made of iron and the element (2) is made of copper.
  • the elements (1, 2) are arranged on a carrier (5) and are provided with electrical connecting lines (6, 7), via which the measurement signal is passed for further signal processing.
  • the carrier (5) is fastened in the electrostatic filter to a precipitation electrode (17), which is provided with a recess (18), by means of a clamp connection by bending the electrode plate.
  • phase (16) contains condensed moisture
  • an electrical voltage is established between elements (1) and (2).
  • the voltage signal is passed through the electrical connection lines (6, 7) for further signal processing and then integrated into the control system of the technical system.
  • the temperature of the gas to be cleaned is increased.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

Kondensierte Feuchtigkeit in Vorrichtungen und/oder Rohrleitungen der chemischen Technik wird gemessen, indem an mindestens einer Stelle in der Vorrichtung und/oder Rohrleitung die Differenz der elektrochemischen Potentiale mit Hilfe einer Meßvorrichtung zwischen mindestens zwei Elementen gemessen wird, welche aus Werkstoffen mit unterschiedlichem elektrochemischen Potential bestehen und welche nebeneinander und elektrisch voneinander isoliert angeordnet sind. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung von kondensierter Feuchtigkeit in Vorrichtungen und/oder Rohrleitungen der chemischen Technik sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und auf dessen Verwendung.
  • Für Teile und Komponenten in technischen Anlagen wird als Werkstoff oft Kohlenstoffstahl verwendet, dessen Oberfläche beim Kontakt mit einer Phase, die kondensierte Feuchtigkeit enthält, durch Korrosion angegriffen wird. Unter dem Ausdruck "Phase" sind hier alle Medien zu verstehen, die Feuchtigkeit enthalten können. Dies sind beispielsweise Gase, Dämpfe, Stäube oder pulverförmige Stoffe. Das in der Phase enthaltene Wasser oder eine wäßrige Lösung ohne Berücksichtigung des Aggregatzustands wird hier mit dem Begriff "Feuchtigkeit" bezeichnet und dessen relative Masse "Feuchtigkeitsgehalt" genannt. Mit dem Begriff "Korrosion" ist die von der Oberfläche ausgehende, durch unbeabsichtigten chemischen oder elektrochemischen Angriff hervorgerufene schädliche Veränderung des Werkstoffs gemeint. Als Schutz vor Korrosion kann der Kohlenstoffstahl durch Überzüge, Schutzschichten oder Folien mechanisch von einer Feuchtigkeit enthaltenden Phase getrennt werden oder es können korrosionsbeständige Werkstoffe verwendet werden. Diese Maßnahmen sind jedoch mit einem größeren Aufwand und höheren Kosten verbunden und wirtschaftlich meist nicht vertretbar. Vielmehr wird versucht, technische Anlagen so auszulegen und zu betreiben, daß eine Kondensation der Feuchtigkeit durch einen genügenden thermischen Abstand von deren Taupunkt vermieden wird. Der Ausdruck "Taupunkt" bedeutet hier die Temperatur, bei der die Verflüssigung der Feuchtigkeit bei dem herrschenden Partialdruck, daß heißt, der dem Feuchtigkeitsgehalt entsprechende Dampfdruck, eintritt.
  • Eine Korrosion kann in Anlagen bzw. Rohrleitungen der chemischen Technik nicht immer verhindert werden. Unter dem Begriff "Anlagen der chemische Technik" sind hier alle in der chemischen Technologie und verwandter Bereiche verwendeten Anlagen, zum Beispiel auch Anlagen der mechanischen Verfahrenstechnik, zu verstehen, wo sich Probleme mit Korrosion, beispielsweise an Kohlenstoffstahl, insbesondere durch wechselnde Betriebsbedingungen und durch Veränderungen der mit Kohlenstoffstahl in Kontakt kommenden Phasen ergeben können. Dies sind zum Beispiel Anlagen in der Stahlindustrie, Baustoffindustrie, chemischen Industrie, Eisen-, Nichteisenmetall- und Glashüttenindustrie, Zellstoffindustrie sowie der Brennstoff- und Energietechnik, denn wechselnde Betriebsbedingungen und die Veränderungen der Phasen im laufenden Betrieb sind hier oft nicht hinreichend genau zu bestimmen. Beispielsweise kann in Anlagen zur Reinigung von staubbeladenen Abgasen durch hygroskopisches Verhalten dieser Stäube und durch Adsorption bzw. Absorption von Feuchtigkeit eine Phase entstehen, die kondensierte Feuchtigkeit enthält, wobei deren Auftreten von einer Vielzahl von Parametern abhängig ist und schwer vorhersagbar ist. Daher ist es notwendig, ein Auftreten der kondensierten Feuchtigkeit in diesen Phasen zu messen, um durch eine entsprechende Steuerung des Betriebs der technischen Anlagen den Feuchtigkeitsgehalt zu reduzieren und eine erneute Kondensation zu vermeiden. Dabei besteht das Problem, das diese Phasen auch sehr hohe Staubbeladungen beliebiger Zusammensetzung enthalten können. Insbesondere können an den Wandungen von technischen Anlagen, die besonders korrosionsgefährdet sind, Staubablagerungen vorhanden sein. Darüber hinaus besteht das Problem, daß in bestimmten technischen Anlagen eine direkte Messung von kondensierter Feuchtigkeit in einem Festbett nötig ist.
  • Zur Messung von Feuchtigkeit in Gasen werden im wesentlichen Hygrometer als Haar-, Leitfähigkeits-, Elektrolyse-, Diffusionshygrometer und Psychrometer verwendet. Die Hygrometer weisen den Nachteil auf, daß sie sehr empfindlich gegen Verschmutzung sind oder daß eine Messung durch chemische Reaktionen der Analysesubstanz mit dem Gas nicht möglich ist. Bei Flüssigkeiten und Feststoffen kann die Feuchtigkeit durch Trocknen bzw. mit Hilfe physikalischer Meßmethoden durch Leitfähigkeitsmessungen, thermogravimetrische Messung, Infrarotabsorption und durch Bestimmung mit schnellen Neutronen erfolgen. Darüber hinaus sind chemische Verfahren gebräuchlich. Diese Verfahren sind relativ aufwendig und werden meist nur zu Analysezwecken eingesetzt. Für eine Messung von Feuchtigkeit in Anlagen der chemischen Technik sind die aufgeführten Meßmethoden alle nicht geeignet.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem kondensierte Feuchtigkeit in Vorrichtungen und Rohrleitungen der chemischen Technik gemessen werden kann. Ferner sollte dieses Verfahren technisch einfach zu realisieren sein und gut in ein bestehendes System zum Betreiben und zur Steuerung einer Anlage integriert werden können.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem an mindestens einer Stelle in der Vorrichtung und/oder Rohrleitung die Differenz der elektrochemischen Potentiale mit Hilfe einer Meßvorrichtung zwischen mindestens zwei Elementen gemessen wird, welche aus Werkstoffen mit unterschiedlichem elektrochemischen Potential bestehen und welche nebeneinander und elektrisch voneinander isoliert angeordnet sind.
  • Die Messung der Feuchtigkeit beruht auf dem Prinzip der elektrolytischen Polarisation infolge ungleicher Polarisationsspannungen, die sich beim Vorhandensein eines Elektrolyten zwischen den Elementen mit unterschiedlichem elektrochemischen Potential einstellt. Enthält die Phase zwischen den Elementen kondensierte Feuchtigkeit, so wirkt sie als Elektrolyt und es stellt sich eine elektrische Spannung zwischen den Elementen mit unterschiedlichem elektrochemischen Potential ein. Die Höhe dieser elektrischen Spannung hängt vom Unterschied in den elektrochemischen Potentialen, von der Zusammensetzung der Phase, von der Temperatur und dem Ohmschen Widerstand zwischen den Elementen ab. Als Werkstoffe für diese Elemente können zum Beispiel elektrisch leitfähigen Materialen, beispielsweise Metalle, Metallegierungen, keramische Werkstoffe wie Siliciumcarbid und Graphit, verwendet werden. Die äußere Formgebung der Elemente ist daher dem jeweiligen Einsatzzweck anzupassen. Es können beispielsweise Elemente mit einem rechteckigen oder halbrunden Querschnitt verwendet werden. Die Elemente werden nebeneinander angeordnet, wobei sie elektrisch voneinander isoliert werden, was beispielsweise durch eine Anordnung der Elemente an einem gemeinsamen Träger aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff erfolgen kann. Die Differenz der elektrochemischen Potentiale der Elemente kann beispielsweise mit Hilfe eines hochohmigen Spannungsmeßgeräts gemessen werden. Das hochohmige Spannungsmeßgerät sollte möglichst einen Innenwiderstand größer 1012 Ohm besitzen. Dies hat den Vorteil, daß das Meßsignal direkt ausgewertet und zur Überwachung und/oder Steuerung in das System zum Betreiben der technischen Anlage eingebunden werden kann. Die gemessene elektrische Spannung kann als "Online-Signal" dienen, daß bedeutet, der Betrieb der technischen Anlage wird bei einer Änderung des Signals entsprechend geregelt. Der Eingriff in den Betrieb bzw. die Regelung ist abhängig vom Temperatur- und Feuchtigkeitsverlauf in der technischen Anlage. Bei Anwesenheit von kondensierter Feuchtigkeit wird zum Beispiel die Temperatur in der Anlage bzw. Rohrleitung erhöht und/oder der Eintrag von Feuchtigkeit vermindert, damit ein ausreichender thermischer Abstand zum Taupunkt der Feuchtigkeit gegeben ist. Dies kann beispielsweise durch Regelung einer Heizvorrichtung und/oder Kühlvorrichtung erfolgen. Bei einem Reaktor mit Eindüsung von Feuchtigkeit kann durch eine Steuerung der eingedüsten Feuchtigkeitsmenge die Temperatur beeinflußt werden. Auch durch die Verwendung von in der Anlage zu verarbeitenden Materialien mit unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt kann eine Regelung des Feuchtigkeitsgehalts erfolgen. Enthält die Phase zwischen den Elementen keine kondensierte Feuchtigkeit, daß heißt, ist ihr Gehalt an kondensierter Feuchtigkeit kleiner ca. 1 %, so stellt sich keine elektrische Spannung zwischen den unterschiedlichen Elementen ein und in den Betrieb der technischen Anlage wird nicht eingegriffen. So können Korrosionen an nicht korrosionsbeständigen Werkstoffen in technischen Anlagen und Rohrleitungen, insbesondere an Kohlenstoffstahl, bei Temperaturen kleiner ca. 200 °C durch kondensierte Feuchtigkeit relativ sicher vermieden werden. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch eine quantitative Bestimmung des Gehalts an kondensierter Feuchtigkeit durchgeführt werden. Dazu werden Vergleichskurven aufgenommen, die den Signalverlauf von der Messung der Differenz der elektrochemischen Potentiale bei verschiedenen Gehalten an kondensierter Feuchtigkeit und bei verschiedenen Temperaturen zeigen. Durch Vergleich der aktuellen Meßwerte mit diesen Vergleichskurven wird so der aktuelle Gehalt an kondensierter Feuchtigkeit bestimmt und die technische Anlage wird derart gesteuert, daß sich der gewünschte Gehalt an kondensierter Restfeuchtigkeit einstellt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Differenz der elektrochemischen Potentiale zwischen mindestens zwei Elementen gemessen wird, die aus unterschiedlichen Metallen oder Metallegierungen bestehen. Die Werkstoffe für diese Elemente werden so gewählt, daß sie neben einem ausreichenden Unterschied in ihrem elektrochemischen Potential auch eine relativ hohe chemische Beständigkeit gegenüber dem umgebenden Medium aufweisen, um eine ausreichende Lebensdauer des Sensors zu erzielen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Differenz der elektrochemischen Potentiale zwischen zwei Elementen gemessen wird, die aus Eisen und Kupfer oder Titan und Zirkonium bestehen. Die Werkstoffe Eisen und Kupfer sind relativ preisgünstig und einfach zu bearbeiten und weisen für viele Anwendungsfälle einen genügend hohen Widerstand gegen Korrosion auf. Für stark korrosive Phasen, beispielsweise Phasen mit kondensierter Salzsäure, werden die Werkstoffe Titan und Zirkonium aufgrund ihres relativ hohen Korrosionswiderstands bevorzugt eingesetzt, damit eine ausreichend lange Lebensdauer der Elemente gewährleistet ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß an mindestens einem Element die Temperatur gemessen wird. Die Messung der Temperatur ist vorteilhaft, da die Höhe der elektrischen Spannung zwischen den Elementen mit unterschiedlichen elektrochemischen Potentialen auch von der Temperatur abhängt. Eine Temperaturmessung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn mit Hilfe des erfindungsgenmäßen Verfahrens eine quantitative Bestimmung des Gehalts an kondensierter Feuchtigkeit erfolgen soll.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Differenz der elektrochemischen Potentiale der Elemente über ein abgeschirmtes Kabel zur Meßvorrichtung geleitet wird, daß zuerst Hochspannungsüberschläge gefiltert werden und danach die Differenz der elektrochemischen Potentiale zur Anpassung an den Regelungskreis der technischen Anlage umgewandelt wird. Dieses Verfahren ist insbesondere zur Messung von kondensierter Feuchtigkeit in Hochspannungsanlagen, beispielsweise in Elektrofiltern, vorteilhaft einsetzbar. Als Filtervorrichtung für die Hochspannungsüberschläge kann beispielsweise ein Hochspannungsschutz mit relativ schnellen Ansprechzeiten, welcher zum Personen- und Geräteschutz eingesetzt wird, verwendet werden. Die resultierenden Spannungssignale werden in Ströme von 4 bis 20 mA umgewandelt, die in den Regelungskreis der technischen Anlage eingespeist werden können.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß das erfindungsgemäße Verfahren mit Hilfe einer Vorrichtung durchgeführt wird, die mindestens zwei Elemente enthält, welche durch ein elektrisch isolierendes Material voneinander getrennt werden, wobei der Abstand zwischen den Elementen 0,001 bis 1 mm beträgt und wobei die Elemente aus Werkstoffen mit unterschiedlichem elektrochemischen Potential bestehen und nebeneinander und elektrisch voneinander isoliert angeordnet sind. Als elektrisch isolierendes Material kann beispielsweise ein elektrisch isolierender Kunststoff verwendet werden. Für einen Einsatz bei höheren Temperaturen ist beispielsweise Polytetrafluoräthylen (PTFE) sehr gut geeignet. Die Elemente werden in der technischen Anlage bzw. Rohrleitung zum Beispiel so angeordnet, daß die Elemente in deren Wandung sitzen oder daß die Spitzen der Elemente in den Innenraum der Wandung hineinragen oder mit der Fläche dieser Wandung bündig abschließen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Vorrichtung mindestens zwei Elemente enthält, welche aus Werkstoffen mit unterschiedlichem elektrochemischen Potential bestehen und an einem Träger angeordnet sind, wobei der Träger innerhalb eines ersten zylindrischen Rohrstücks angeordnet ist, wobei das erste zylindrische Rohrstück kraft- und formschlüssig mit dem zweiten zylindrischen Rohrstück verbunden ist, wobei das zweite zylindrische Rohrstück an einer Wand einer technischen Anlage so angebracht wird, daß die Spitzen der zwei Elemente durch eine in dieser Wand angebrachten Bohrung in den Innenraum der technischen Anlage hineinragen oder mit der Fläche dieser Wand bündig abschließen. Die kraft- und formschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch eine Schraubverbindung erfolgen, wobei das erste zylindrische Rohrstück mit einem Außengewinde versehen ist und in ein mit einem passenden Innengewinde versehenes zweites zylindrisches Rohrstück eingeschraubt wird. Es ist der Vorteil dieser Vorrichtung zur Messung von kondensierter Feuchtigkeit, daß sie auch nachträglich, daß bedeutet nach dem Aufbau der technischen Anlage, darin eingebaut werden kann. Auch ein Austausch dieser Vorrichtung ist sehr einfach möglich. Ein oder mehrere dieser Vorrichtungen werden an den Stellen in die Anlage eingebaut, die am stärksten von Korrosion durch kondensierte Feuchtigkeit gefährdet sind.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß das Verfahren und die Vorrichtung zur Überwachung und/oder Steuerung von Feuchtigkeit in einer Anlage zur Trocknung verwendet wird. Das Verfahren ist beispielsweise für Anlagen zur Trocknung von Kohle, Klärschlamm oder Müll bzw. Sondermüll sehr gut geeignet. In derartigen Anlagen ist es von besonderem Vorteil, daß die Messung der Feuchtigkeit auch direkt im Festbett der Trocknungsvorrichtung erfolgen kann. Da der Restfeuchtegehalt quantitativ bestimmt werden kann, ist es möglich, die Trocknungsvorrichtung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Vefahrens zu steuern und damit den gewünschten Restfeuchtegehalt des Produkts einzustellen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß das Verfahren und die Vorrichtung zur Überwachung und/oder Steuerung von Feuchtigkeit in einer Anlage zum Reinigen von Abgasen verwendet wird. Die Anlage kann beispielsweise ein Elektrofilter oder Schlauchfilter sein. Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt hier darin, daß die Feuchtigkeit des Rohgases auch unter beliebig hoher Staubbelastung und bei variabler Zusammensetzung gemessen werden kann.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß das Verfahren und die Vorrichtung zur Überwachung und/oder Steuerung von Feuchtigkeit in einer Trockenentschwefelungsanlage mit zirkulierender Wirbelschicht verwendet wird. Hier ist es vorteilhaft, daß der Feuchtigkeitsgehalt direkt im Wirbelbett gemessen werden kann.
  • Die Erfindung wird nun anhand von zwei Ausführungsbeispielen und durch zwei Zeichnungen (Fig. 1 und Fig. 2) näher erläutert.
  • In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Messung von Feuchtigkeit an einer Apparatewand dargestellt.
  • In Fig. 2 ist eine Vorrichtung zur Messung von Feuchtigkeit in einem Elektrofilter dargestellt.
    • Beispiel 1:
  • Es wird die Messung von kondensierter Feuchtigkeit an einer Apparatewand beispielhaft beschrieben.
  • Die Vorrichtung für diese Messung ist in Fig. 1 dargestellt. Sie besteht aus zwei Elementen (1, 2), die durch einen elektrisch nicht leitenden Kunststoff (3), beispielsweise Polytetrafluoräthylen (PTFE), mit einem Abstand (A) von 0,2 bis 0,5 mm voneinander getrennt sind. Das Element (1) besteht aus Eisen und das Element (2) ist aus Kupfer gefertigt. Am Element (2) ist zusätzlich eine Meßvorrichtung (4) zur Ermittlung der Temperatur angeordnet. Die Elemente (1, 2) sind an einem Träger (5) angeordnet, der mit Bohrungen für die an den Elementen (1, 2) angebrachten elektrischen Anschlußleitungen (6, 7) versehen ist, über die das Meßsignal zur weiteren Signalverarbeitung geführt wird. Der Träger (5) ist innerhalb eines zylindrischen Rohrstücks (8) angeordnet, welches durch die Stopfbuchsen (9, 10) über ein Gewinde mit einem an der Apparatewand (11) angebrachten Rohrstück (12) verbunden ist. Das Rohrstück (12) ist axial an einer Bohrung (13) in der Apparatewand (11) angeordnet, so daß die Spitzen der Elemente (1, 2) um wenige mm in den Apparateinnenraum (14) hineinragen. Zur Abdichtung des Apparateinnenraums (14) ist zusätzlich eine Dichtblende (15) an der Innenfläche der Apparatewand (11) angebracht.
  • Die kondensierte Feuchtigkeit wird durch Messung der Differenz der elektrochemischen Potentiale der zwei Elemente (1, 2) ermittelt. Enthält die Phase (16) an der Apparatewand (11) kondensierte Feuchtigkeit, so stellt sich zwischen den Elementen (1) und (2) eine elektrische Spannung ein. Das Spannungssignal wird in ein mA-Signal von 4 bis 20 mA umgewandelt. Das mA-Signal wird direkt in das Leitsystem der technichen Anlage eingebunden. Zur Verringerung der Feuchtigkeit an der Apparatewand wird beispielsweise die Temperatur im Apparat erhöht.
    • Beispiel 2:
  • Es wird die Messung von kondensierter Feuchtigkeit in einem Elektrofilter beispielhaft beschrieben.
  • Die Vorrichtung für diese Messung ist in Fig. 2 dargestellt. Die Fig. 2a und Fig. 2b zeigen die Vorrichtung im Längsschnitt und im Querschnitt . In der Fig. 2c ist der Einbau der Vorrichtung im Elektrofilter dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus zwei Elementen (1, 2), die durch einen elektrisch nicht leitenden Kunststoff (3), beispielsweise Polytetrafluoräthylen (PTFE), mit einem Abstand (A) von 0,2 bis 0,5 mm voneinander getrennt sind. Das Element (1) besteht aus Eisen und das Element (2) ist aus Kupfer gefertigt. Die Elemente (1, 2) sind an einem Träger (5) angeordnet und mit elekrischen Anschlußleitungen (6, 7) versehen, über die das Meßsignal zur weiteren Signalverarbeitung geführt wird. Der Träger (5) ist im Elektrofilter an einer Niederschlagselektrode (17), die mit einer Aussparung (18) versehen ist, mittels einer Klemmverbindung durch Umbiegen des Elektrodenblechs befestigt.
  • Zur Messung von kondensierter Feuchtigkeit wird die Differenz der elektrochemischen Potentiale der zwei Elemente (1, 2) ermittelt, die an einer Elektrode (17) angeordnet sind, welche in Pfeilrichtung von einem zu reinigenden Gas durchströmt wird. Enthält die Phase (16) kondensierte Feuchtigkeit, so stellt sich zwischen den Elementen (1) und (2) eine elektrische Spannung ein. Das Spannungssignal wird über die elektrischen Anschlußleitungen (6, 7) zur weiteren Signlverarbeitung geleitet und danach in das Leitsystem der technichen Anlage eingebunden. Zur Verringerung der Feuchtigkeit wird beispielsweise die Temperatur des zu reinigenden Gases erhöht.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Messung von kondensierter Feuchtigkeit in Vorrichtungen und/oder Rohrleitungen der chemischen Technik, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Stelle in der Vorrichtung und/oder Rohrleitung die Differenz der elektrochemischen Potentiale mit Hilfe einer Meßvorrichtung zwischen mindestens zwei Elementen (1, 2) gemessen wird, welche aus Werkstoffen mit unterschiedlichem elektrochemischen Potential bestehen und welche nebeneinander und elektrisch voneinander isoliert angeordnet sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der elektrochemischen Potentiale zwischen mindestens zwei Elementen (1, 2) gemessen wird, die aus unterschiedlichen Metallen oder Metallegierungen bestehen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der elektrochemischen Potentiale zwischen zwei Elementen (1, 2) gemessen wird, die aus Eisen und Kupfer oder Titan und Zirkonium bestehen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Element die Temperatur gemessen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der elektrochemischen Potentiale der Elemente (1, 2) über ein abgeschirmtes Kabel zur Meßvorrichtung geleitet wird, daß zuerst Hochspannungsüberschläge gefiltert werden und danach die Differenz der elektrochemischen Potentiale zur Anpassung an den Regelungskreis der technischen Anlage umgewandelt wird.
  6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zwei Elemente (1, 2) enthält, welche durch ein elektrisch isolierendes Material (3) voneinander getrennt werden, wobei der Abstand (A) zwischen den Elementen (1, 2) 0,001 bis 1 mm beträgt und wobei die Elemente (1, 2) aus Werkstoffen mit unterschiedlichem elektrochemischen Potential bestehen und nebeneinander und elektrisch voneinander isoliert angeordnet sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Elemente (1, 2), bestehend aus Werkstoffen mit unterschiedlichem elektrochemischen Potential, an einem Träger (5) angeordnet sind, daß der Träger (5) innerhalb eines ersten zylindrischen Rohrstücks (8) angeordnet ist, daß das erste zylindrische Rohrstück kraft- und formschlüssig mit dem zweiten zylindrischen Rohrstück (12) verbunden ist, wobei das zweite zylindrische Rohrstück (8) an einer Wand (11) einer technischen Anlage so angebracht wird, daß die Spitzen der zwei Elemente (1, 2) durch eine in dieser Wand (11) angebrachten Bohrung in den Innenraum der technischen Anlage hineinragen oder mit der Fläche dieser Wand bündig abschließen.
  8. Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Überwachung und/oder Steuerung von Feuchtigkeit in einer Anlage zur Trocknung.
  9. Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Überwachung und/oder Steuerung von Feuchtigkeit in einer Anlage zum Reinigen von Abgasen.
  10. Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Überwachung und/oder Steuerung von Feuchtigkeit in einer Trockenentschwefelungsanlage mit zirkulierender Wirbelschicht.
EP96116378A 1995-11-24 1996-10-12 Verfahren zur Messung von kondensierter Feuchtigkeit sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und dessen Verwendung Withdrawn EP0775909A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19543770 1995-11-24
DE19543770A DE19543770C2 (de) 1995-11-24 1995-11-24 Vorrichtung zur Messung von kondensierter Feuchtigkeit in Vorrichtungen und/oder Rohrleitungen der chemischen Technik und deren Verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0775909A1 true EP0775909A1 (de) 1997-05-28

Family

ID=7778276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP96116378A Withdrawn EP0775909A1 (de) 1995-11-24 1996-10-12 Verfahren zur Messung von kondensierter Feuchtigkeit sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und dessen Verwendung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5795994A (de)
EP (1) EP0775909A1 (de)
DE (1) DE19543770C2 (de)
TW (1) TW373071B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8409587B2 (en) 2002-11-01 2013-04-02 Glaxosmithkline Biologicals S.A. Immunogenic composition

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7960978B2 (en) * 2008-10-21 2011-06-14 Thermacor Process, Lp Method for providing leak detection in pre-insulated piping
US20210325232A1 (en) * 2020-04-17 2021-10-21 Goodrich Corporation Capacitive point source level sensor for potable water systems

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0396365A2 (de) * 1989-05-01 1990-11-07 General Electric Company Testelektrode
US4994159A (en) * 1990-01-23 1991-02-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method and apparatus for measuring corrosion beneath thin films
US5310470A (en) * 1992-09-10 1994-05-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Corrosivity sensor

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2142573B1 (de) * 1971-06-21 1973-05-25 Commissariat Energie Atomique
US4011538A (en) * 1976-01-30 1977-03-08 Illinois Tool Works Inc. Fluid sensor
US4052667A (en) * 1976-09-08 1977-10-04 Rite Autotronics Corporation Moisture meter construction
US4266195A (en) * 1978-12-27 1981-05-05 Keefner Eugene F Water detector
US4227411A (en) * 1979-09-24 1980-10-14 Rca Corporation Relative humidity measurement
IT1200414B (it) * 1985-03-13 1989-01-18 Oronzio De Nora Sa Dispositivo e metodo relativo per la raccolta di parametri chimcofisici,elettrochimici e meccanici per la progettazione e/o l'esercizio di impianti di protezione catodica
US5137991A (en) * 1988-05-13 1992-08-11 The Ohio State University Research Foundation Polyaniline compositions, processes for their preparation and uses thereof
US4933669A (en) * 1989-08-11 1990-06-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Aerosol, vapor and liquid chemical agent detector with extending sensor plate
US5097212A (en) * 1991-01-03 1992-03-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Cell for measuring electrical conductivity and ion content of vapor
US5164675A (en) * 1991-08-12 1992-11-17 Simmonds Precision Products, Inc. Fluid presence detector for gas pipe using an excited wire mesh
IT1251763B (it) * 1991-11-06 1995-05-23 Getters Spa Dispositivo per misurare con precisione la presenza di umidita'

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0396365A2 (de) * 1989-05-01 1990-11-07 General Electric Company Testelektrode
US4994159A (en) * 1990-01-23 1991-02-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method and apparatus for measuring corrosion beneath thin films
US5310470A (en) * 1992-09-10 1994-05-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Corrosivity sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8409587B2 (en) 2002-11-01 2013-04-02 Glaxosmithkline Biologicals S.A. Immunogenic composition

Also Published As

Publication number Publication date
US5795994A (en) 1998-08-18
DE19543770A1 (de) 1997-05-28
DE19543770C2 (de) 1998-11-05
TW373071B (en) 1999-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19855218C2 (de) Refraktometer
DE4131999A1 (de) Dielektrischer in-line-sensor
EP3234544B1 (de) Vorrichtung zur messung von feinstpartikelmassen
DE102006033251A1 (de) Schutzeinrichtung für einen Feuchtesensor in aggresiver Atmosphäre
DE2407081A1 (de) Verfahren zum nachweis der bildung von anhaftenden niederschlaegen auf in fluessigkeiten eingetauchten oberflaechen
EP2391878A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur messung der russbeladung in abgassystemen von dieselmotoren
DE3587474T2 (de) Reaktor fuer die anwendung in der gaschromatographie.
WO2020010372A1 (de) Piezosensor mit aktorschicht zur erfassung von fluideigenschaften
DE102008056025B3 (de) Verfahren sowie Vorrichtung zum Messen der Temperatur
DE19543770C2 (de) Vorrichtung zur Messung von kondensierter Feuchtigkeit in Vorrichtungen und/oder Rohrleitungen der chemischen Technik und deren Verwendung
DE2129182A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Feststellung teilchenförmigen Materials in einer Gasströmung
AT401579B (de) Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der korrosivität
DE102018109487B4 (de) Elektrochemische Korrosionstestvorrichtung und Verfahren zur elektrochemischen Korrosionsuntersuchung
DE69210143T2 (de) Referenzelektrode für wässrige Medien mit hoher Temperatur
DE112013000365T5 (de) Differenzielles Ionenmobilitätsspektrometer
DE10121620A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur extraktiven triboelektrischen Staub- und Aerosolmessung in strömenden Gasen
EP2264445B1 (de) Coulometrischer Feuchtesensor und entsprechendes Verfahren
DE3900942C2 (de) Mehrfachsensorik
DE69207221T2 (de) Verfahren und Vorrichtung für quantitative in situ elektrochemische Messungen in Wasser bei hohen Temperaturen
DE2647308C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration einer Analysensubstanz
EP3693718B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur extraktiven kontinuierlichen messung von partikeln
DE4428616A1 (de) Kapazitive Sonde zur Überwachung von Flüssigkeit in einem Behälter
DE3779960T2 (de) System zur kontrolle von korrosion durch duenne schichten korrodierender fluide.
DE102006017172A1 (de) Gassensor
EP0658756A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Entnahme eines Aerosols sowie Anwendung des Verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB IE IT LI NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19971128

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: METALLGESELLSCHAFT AKTIENGESELLSCHAFT

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: MG TECHNOLOGIES AG

17Q First examination report despatched

Effective date: 20011218

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20020629